基于云模型的降雨时空分布特性分析

本文将云模型引入到降雨量时空分布特性的研究中，并对广东省东江流域内57个1956-2000年的降雨量在时间和空间分布上的特性进行了研究，结果表明：（1）广东省东江流域降雨量在汛期的降雨最为稳定，枯季次之，而年降雨量的稳定性最小；（2）降雨量在空间上的分布比时间上分布更为离散、更具有不稳定性，且在1956-2000年间空间分布除极端（极大和极小）年份外总体上呈现出离散度逐渐减少、稳定性逐渐增强的趋势；（3）基于云模型的降雨时空分布特性分析可有效、直观地研究降雨量在时空上的变化特点，这为探求降雨等水文要素在时空分布上的特性提供了一种新的方法与途径，从而为保障水资源的合理利用和管理提供支持。     

基于云模型的降雨时空分布特性分析

本文将云模型引入到降雨量时空分布特性的研究中,并对广东省东江流域内57个站点1956—2000年降雨量在时间和空间分布上的特性进行了研究。结果表明：该流域降雨量在汛期的降雨最为稳定,枯季次之,而年降雨量的稳定性最小;降雨量在空间上的分布比时间上分布较为离散、较为不稳定,在此期间空间分布则离散度逐渐减少,而稳定性逐渐增强;基于云模型的降雨时空分布特性分析是有效的,可直观地研究降雨量在时空上的变化特点。     

基于GIS和支持向量机模型的邯郸市降雨量空间分布研究

邯郸地处华北半湿润区,其降水波动和空间分布不均衡是影响区域农业规划、水资源开发的重要因素。利用邯郸市16个气象站点近31年逐年降水资料,以DEM坡度、坡向、经度、纬度等变量为预测因子,构建了基于支持向量机(SVM)的年降雨空间分布模型。结果表明,邯郸市年降均雨量为526.3±16.83mm,变异系数3.19%。降雨量与预测因子之间存在弱的全局相关性,局部存在非线性关系。线性、高斯核和Sigmoid核函数的SVM模型能够较好拟合降雨量与预测因子之间的关系,模型的R2介于0.70～0.76之间,RMSE 24.89～35.78mm。通过GIS可视化显示,邯郸市降雨量呈降雨呈现环状聚集分布,峰峰矿区、磁县、曲周和鸡泽为低值中心,邯郸县、馆陶等地为高值中心。     

降雨量空间分布对山洪临界雨量的影响

山洪临界雨量是山洪灾害预报预警的重要基础,受降雨、土壤含水量以及下垫面的影响,其中降雨量空间分布是重要的影响因素之一。以湖北省崇阳县高堤河流域为例,采用HEC-HMS分布式水文模型计算设计洪水,试算法计算临界雨量,提出了降雨量空间分布系数,分析了降雨量空间分布系数与临界雨量的关系,探讨了降雨空间分布对临界雨量的影响。结果表明:当降雨从上游到下游逐渐减少时,达到相同成灾流量对应的临界雨量最大,暴雨中心在下游时临界雨量最小,说明降雨量空间分布对临界雨量影响显著。由分析可知,在山洪灾害预警实践中应根据实际的降雨空间分布对预警指标适当修正,对山洪进行动态雨量预警。     

阳山县1971-2020年降水特性分析

通过对阳山县13个代表雨量站点近50年来的降雨资料分析,发现阳山县的年降雨量年际变化大,降水空间分布不均匀,降雨天数较多,降雨量和降雨天数都呈现逐渐增加的趋势.全年降雨呈现单峰型,降雨主要集中在3-8月.暴雨天数和暴雨强度随时间变化在不断加大.收集到了阳山县极值暴雨发生频率较高的站点,相关部门可对这些区域进行重点防御.     

基于雷达和雨量站的权重校准法研究及其应用

利用雷达测量降雨可获得流域面上的瞬时降雨分布,但数据有一定的误差,可利用雨量站实测资料修正。以湖北省白莲河水库流域为例,首先运用集对分析方法确定雷达估算降雨场的Z~I关系,然后结合流域雨量站点对雷达估算降雨量进行校准。在此基础上提出了一种基于雷达和雨量站点资料的权重校准法,通过雨量站确定流域内各网格的降雨量级,对各网格的雷达测量降雨量精度进行调整,以充分发挥两种降雨估算方法各自的优势,得到比较理想的流域面雨量,最后将其输入到三水源新安江洪水预报模型,与其他降雨估算方法进行比较,洪水预报精度有一定提高。     

近50年来广东水资源演变趋势分析

通过广东省水文部门数百个站点的雨量分析结果表明：在全球和广东气温逐步增高的背景下，近50年来，广东年降雨量的变化趋势呈逐步增长趋势，但是，值得注意的是，年内雨量分配不均匀性加重，汛期雨量呈逐步增加趋势，非汛期雨量呈逐步减少趋势，第四季（枯季）呈明显减少趋势，加重降雨量分布向两极分化发展，即多雨的季节将更加多雨，少雨的季节将更加少雨，广东省天然水资源形势不容乐观。     

卫星降雨数据与地面站点资料在水文模型中的融合应用

地面站点观测的降雨资料可以代表站点附近的降雨真实情况,具有单点高精度观测优势;卫星降雨数据则具有空间分配观测优势,对雨量空间分配规律刻画较准确,但精度不如地面站点观测值。以南流江流域为例,通过将卫星降雨数据与地面站点资料融合应用到水文模型中,以融合后的降雨数据驱动新安江模型得到的径流过程与水文站实测流量过程吻合程度有明显改善。可见将卫星降雨数据与地面站点资料相融合,可弥补地面站点分布不均匀的问题,保证降雨数据更好反映实际降雨特征,在水文模拟中具有很好的应用价值。     

广东省月降雨量时空演变特性分析

以广东省112个雨量站1981—2010年共30 a的逐日降水资料为研究样本,采用降雨集中指数PCI及回归分析方法并结合ARCGIS软件,进一步认识了广东省月降雨量的时空变化规律。结果表明:汛期沿海月降雨量均大于内陆地区,非汛期年内各月的月平均降雨量最大值与平均值的差异性明显大于汛期;不同特征月的降雨量空间分布存在明显差异;年内汛期(6月)的降雨强度有所增大,非汛期(3月)的则有所减小;年内降雨的集中度有所增加,且广东沿海地区年内降雨较内陆地区更为集中,广东省各站点年内降雨的集中度基本上自沿海向内陆递减。     

变化环境下湖南省极值降雨频率时空分布研究

以变化环境为背景,为获得可靠的极值降雨频率计算结果,以湖南省1961～2019年22个降雨站点的年最大日降雨量序列为例,从时空尺度出发进行极值降雨频率分析。采用Hurst系数法对降雨序列进行诊断,识别出非平稳序列,通过小波分解与重构建立还原和还现模型,并分别计算不同模型下的设计降雨量,最后通过GIS空间分析来获得降雨量的空间分布规律。结果表明:由变异序列的站点分布情况可知,湖南省中北部地区对变化环境的响应较为明显;同一重现期下,湖南省年最大日降雨量现状相比于过去是增加的,设计降雨量受变化环境影响普遍增大,设计风险增加。     

基于TRMM和FY-2C的长江流域月降水量的网格化估算研究

基于TRMM和FY-2C降水产品,结合气象站观测资料和DEM数据,采用基于区域分月的逐步回归算法,建立降水估算模型。通过模型估算得到长江流域2007年1月、4月、7月、10月降水量的空间分布图,并对得到的结果进行检验和分析。结果表明:模型对2种降水产品能进行有效的订正;模型估算的TRMM降水产品1月、4月、7月、10月的平均相对误差分别是37.7%,47.3%,44.2%,41.9%,FY-2C降水产品1月、4月、7月、10月的平均相对误差是46.3%,50.9%,39.8%,48.8%;模型模拟的TRMM降水的全年相关系数是0.838, FY-2C降水的全年相关系数是0.811,通过两者对比发现,TRMM降水产品作为趋势项的精度较高。模型估算得到的降水分布趋势和原始降水产品分布趋势基本一致,并且能体现出降水的分布规律。     

基于地理因子的福建省年降水空间估算模型研究

为研究福建省多年平均降水量的空间分布格局,为工农业生产、自然灾害预测、生态环境建设提供科学依据,利用福建省及周边区域35个气象站点1951—2011年降水资料,分析年均降水量与海拔、纬度、距海岸距离、坡向的相关性;同时,结合多元回归方程和克里金插值构建降水空间估算模型,反映出年均降水量空间分布的总体趋势,突出局部地区降水的差异,估算福建省1951—2011年年均降水量空间分布。结果表明:已知气象站点年均降水量估算的平均相对误差为3.4%,绝对误差为56 mm,验证站点的平均相对误差为3.6%;福建省年均降水量从东南沿海向西北山区呈现波动式上升的特点。     

青藏高原羌塘内流区降水时空特征

利用8套卫星反演与模式模拟的降水资料及地面实测降水数据,分析了羌塘内流区2001—2015年的降水时空分布特征,评估了卫星反演与模式模拟降水资料在羌塘内流区的适用性。结果表明:GSMaP_Gauge降水资料在羌塘内流区表现出更好的适用性,其月数据与地面实测降水数据的相关系数达到0.95,相对误差、平均绝对误差和均方根误差最低;羌塘内流区降水空间格局整体上呈现自东南向西北、由南向北逐渐减少的分布规律;2001—2015年,内流区年降水量总体呈现增加趋势,GSMaP_Gauge年降水量更接近于内流区真实情况;年降水主要集中在夏季,占全年降水的59%以上。     

六安市近45年来降水量空间分布研究

为了进一步探明六安市降水量空间分布的特征,主要采用基于Arc GIS的Kriging插值法,对六安市近45年来的逐日降水量数据进行处理,得到各季节、年均和汛期多年平均降水量的空间分布图表,并分析了降水量的空间分布特征及其特异性原因。结果表明:六安市秋冬两季各地降水量差异不大,春季降水量从南向北、从西向东分别受到纬度和地形的影响,逐渐减少,夏季降水量受地形影响从西南向东北骤减,西南山区两县降水量较多,达到600 mm;年降水量整体上由西南向东北减少,即越靠近大别山腹地降水量越大,达到1 370 mm,南北相差达470mm,但在山区和平原地带内部变化不大;汛期降水也是自西南向东北递减,但降水集中系数却在南部地区自西向东递减,降低至0.56,然后向北部地区突增,达到0.67。说明六安市北部年内降水量变率大,这是受到地形与雨带的进退速度和时间等因素的综合影响。     

气候变化条件下洪泽湖以上流域水资源演变趋势

基于IPCC对全球和中国的气候变化趋势,利用1990—2011年气象资料,采用增量情景设置方法,分析气候变化情景下洪泽湖以上流域水资源的演变趋势。结果表明:该流域水资源量对降雨变化有较强的敏感性,实际蒸散发对温度变化的敏感性较强。与基准期相比,在气温同等条件、降水增加情景下,流域水资源量呈增加趋势;在降水同等条件、气温升高情景下,流域的实际蒸发会增加,导致水资源量呈减少的趋势。径流年内分配受降水变化影响较大;随着降水增加,径流年内分配更集中,加大年内径流分配差异,可能加大流域湖泊调蓄压力。     

基于星地融合数据的黔桂喀斯特山地降水时空分布

山区是河川径流主产区,系统掌握山区降水的时空分可为水循环系统的精准解析和水资源开发利用策略的科学拟定提供重要的基础支撑。针对山区观测数据匮乏的情况,使用地理加权回归法和多元线性回归法,建立了黔桂喀斯特山地TRMM卫星降水产品的降尺度校正模型,分析了降尺度校正结果的精度及其在不同高程区间的效果,总结了山地降水的时空分布规律。研究结果表明:(1)地理加权回归法的校正精度优于多元线性回归,在α=0.01的显著性水平下,地理加权回归法在高海拔地区的表现更好;(2)研究区多年平均降水量呈现南高北低、东高西低的特征,年内分配不均,夏季(6月-8月)降水量为741mm,占全年的52%;(3)地形变化和研究区降水的空间分布有密切联系,低海拔区域高程对降水的影响较大,高海拔区域坡度对降水的影响较大。     

金沙江流域近55a降水时空分布特征及变化趋势

利用金沙江流域内44个气象站点的逐月降水数据资料,采用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法、克里金插值法以及空间分布格局法,研究了该流域近55 a降水时空分布特征及变化趋势。结果表明:流域年降水量和非汛期降水量均呈不显著的增加趋势,汛期则呈不显著的减少趋势;流域年内降水分布不均匀,主要集中在汛期5~10月,降水量约占全年的89%;流域降水空间分布特征主要表现为由上游向下游呈逐渐增加的趋势;流域降水的空间格局具有较大差异,主要呈现出流域河源及其中游地区降水量增加,下游地区降水量减少的变化特征。     

四川省降水空间分布的插值分析

降水的空间分布特征是区域生态研究的重要内容,基于GIS的空间插值是获取降水分布特征的主要方法,以四川省49个气象站(其中15个为校验站点)2000~2007年的年平均降水量和四川省DEM为数据源,选取了反距离加权法(IDW)、普通克里金法(Ordinary Kriging,OK)和考虑高程、坡度、坡向的协克里金法(Co-Kriging,CK)3种空间内插方法,对四川省降水的最优空间插值方法的选取进行了探讨。结果表明:考虑高程、坡度、坡向的协克里金插值取得了较好的效果;四川省降水存在较大的空间变异性,有明显由东往西递减的趋势,最大降水量主要分布于东北部的达州、巴中地区以及东南部的乐山、雅安地区。